Модулятор фазоманипулированных сигналов

 

МОДУЛЯТОР ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащий полосо вой фильтр,первый сумматор по модулю два, первый в.ход которого соединен с выходом задающего генератора, отличающийся тем, что, с целью повьгшения помехозащищенности, введены четыре сумматора по модулю два, сумматор, три линии задержки, два управляемых генератора, два фильтра нижних частот, два преобразователя частоты и фазовращатель, выход которого соединен с первым входом второго сумматора по модулю два, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора по модулю два,первый вход которого соединен с вторым входом второго сумматора по модулю два и с выходом первой линии задержки, вход которой подключен к второму входу первого сумматора по модулю два, выход которого соединен с первым входом первого преобразователя частоты и с первым входом второго преобразователя частоты , выход которого подключен к первому входу четвертого сумматора по модулю два и к входу второй линии задержки, выход котррой соединен с вторым входом четвертого сумматора по модулю два, выход которого подключен к входу первого фильтс ра нижних частот, выход которого :соединенс входом первого управляемого генератора, выход которого со- «g единен с вторым входом второго (Л преобразователя частоты и с входом фазовращателя, причем второй вход третьего сумматора по модулю два соединен с выходом второго управляемого генератора и с вторым входом первого преобразователя частоты, выход которого соединен с первым входом пятого сумматора по модулю два и с входом третьей линии задержки выход которой подключен к второму О5 входу пятого сумматора, по модулю vi два, выход которого соединен с входом второго фильтра нижних частот, О) выход которого подключен к входу второго управляемого генератора, а выход сумматора соединен с входом полосового фильтра.

.Я0„» 7 14 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ЗС5Н Н 04 L 27 20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ

Ъ"v а . .),f3; Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21 ) 3411949/18-09 (22) 26.03.82 (46) 15.01.84. Вюл. Р 2 (72) М.Ю.Хоменок (71) Минский радиотехнический институт (53) 621 ° 394 ° 61(088.8) (56) 1. Шляпоберский В.И. Основы техники передачи дискретных сообще= ний" . М., "Связь", 1973, с. 227.

2. Шляпоберский В.И. Основы техники передачи дискретных сообщений". М., "Связь", 1973, с. 228 .(прототип).

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54 ) (57 ) МОДУЛЯТОР фАЗОМАНИПУЛИРОВАННИХ СИГНАЛОВ, содержащий полосовой фильтр, первый сумматор по модулю два, первый вход которого соединен с выходом задающего генератора, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, введены четыре сумматора по модулю два, сумматор, три линии задержки, два управляемых генератора, два фильтра нижних частот, два преобразователя частоты и фазовращатель, выход которого соединен с первым входом второго сумматора по модулю два, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора по модулю два,. первый вход которого соединен с вторым входом второго сумматора по модулю два и с выходом первой линии задержки, вход которой подключен к второму входу первого сумматора по модулю два, выход которого соединен с первым входом первого преобразователя частоты и с первым входом второго преобразователя частоты, выход которого подключен к первому входу четвертого сумматора по модулю два и к входу второй линии задержки, выход котррой ñîåдинен с вторым входом четвертого сумматора по модулю два, выход которого подключен к входу первого фильт ра нижних частот, выход которого соединен с входом первого управляемого генератора, выход которого соC единен с вторым входом второго преобразователя частоты и с входом фазовращателя, причем второй вход третьего сумматора по модулю два соединен с выходом второго управляемого генератора и с вторым входом первого преобразователя частоты, выход которого соединен с первым входом пятого сумматора по модулю два и с входом третьей линии задержки выход которой подключен к второму входу пятого сумматора.по модулю два, выход которого соединен с входом второго фильтра нижних частот, выход которого подключен к входу второго управляемого генератора, а выход сумматора соединен с входом полосового фильтра.

1067614

jl.")0opQ "(j-l..» 1 Qi.:100:: -cя .:. технике

СВЯЗИ lj можят ьы ь использОБЯПО Б ус трОйс:. Б ах дпя 1: яряда чai ци(!)рОБОЙ и H (i) O Р? с! сс Ц и И, Ц З БЯС iß Н А=». .: СБ=. с (О?сУЛЛТОО ПОСЛЯ

»

БОБ а». ел(Ь ((ОГО )1. 1 .. i )Дер)!»а(ц((11 = ЛЯ-з

Недос! а J.КО!с\ Дc .»(НОТО j»(0„ .{ó.iß !70pñI я»»1Ля с) . Cli (яобХОд!11»1!ОСТ».1» СИНХ!)ОНИЗсацИИ

Hii!f )i1,:.ÖИ3 !(ОЙ ОСТ!ЯДОБ ЛЬ(-(ОС ;i Id 10

Не Суj {CII 1(»»с!ПУП П Оа: »ОСЛЯДО j а ТЕЛ»П(ОСти, Н а и б О л Я Я б л и з 1; ..1 !" (i(!и;3 Я),,J l (11 (» iviQ I !у изОбрЯT= . .Иj((Q пвлji тcя .":QдулятОр ФазО-!

»,М. -(ИДУ П»К )О 1)а и j!! Х (!1» и i!Q!3» (Содержа—

jl 1:.! -. Q) l c! c 0 Б 0 - :. ф . л::; т Р";,. i: o (3 I) ы и

T0!) пО МОдул(п два. и"."",."Бый БхОд кОтОДсас 1 Н с;.,0 0 Ò =» I -(с(СИ j! Г)М(ХО З с»(»{2» (((Я 11

НО(. i 1>Ю .

НЯ;з,,—, : Об!)(- ;, Я.(ъ!), - НОБ(,!!(!(!(НЯ

j I О!»!(ИО 5-, | () ",; н О с т 1

Н О c»! c Б 5! (н и;. 11 !, Я s! j;I o c т и Г а Я т с я 23

» тям; »(iO (з мОду 151 .op 1)B 30манипули ()ОГ аjiiihl) Ciji. ННП».»Б,, (Gij(:- )жаЩИ=: ПО!7ОСОDQ j) (1)!» Л» (!», П! . (ОБ(!Й С»у(с!»(а Qp j! Q (»(СДУЛ!(С) два, пярг -., Й Бхо»ц к(.: opoj о соединен ,i{ÿ!- j j 1 .:-(».1) i-,";:, ji!,- ) 0 3 . !(О ; Одулю

ДБ а; ",М)1=! О : ":Р:-! Тс(1((51)(;j с ДЕ!3)ККИ „ (j!!!).(с::рс! !-,."1(i! 1:...= C )OТ IEjd ГЗЯОб!Зсс).

»

33

5j!..0.:; -,c (с;30гс ссядин»я:,» -,. пя{3ВБ(м

=ХОД(.,:,: (С „)0- с-, С У.. ((,а- Ос3а „! Q ОДУЛЮ .»ЗО:..У Б)(., » . У. ", с: I. OP!!,. Б ..ОРОЙ БХОД

ПО су;я,,атс»{ =, —,0,, О! ) i!- !{Ба, пя(ЗБый

БХОД КС-.ОрСГО СС(:у;-,il()j- С !.Орс!."(БХО»! с.; j;»»i)Qj *") Oi!,",) »(3 - -» j j : = »!! ),;с»У Б »(ОГ{"сс 50

Ч»сэтв ЯР (: Т»0 СУ)»((»(ат: »а 1(со 10/ »УЛИ ДБ а

И К БХСДУ БТО!)ОЙ ЛИНИИ ЗЯДЯРжкис в(с»!ХОД 1((ТС() 01 С- Ое..gj(« == i С Б ТО»)1:(М . БХОДОМ . .ЯТБЯ! .! О!. О» .У!»!j»jj ;(O :. :, j!Q

iF Ь".,", Б .;QTT„i ПЯ !ОГ») (j .С)1ЬТОс 11»(же((К

-j QCТОТ БЫХОД КО»! 0»30 С .О Д»ИНЯН C

БХ(3ДОМ ((Е 3Б(3ГО»»1(РсНБЛ(-.Я(сi(1 0 " Я(" ЯРа

ТОРа Г>Ь".;".ОД КОТОРОГО СОЯ({И(1ЯН С ПТО рым БхОдсм Бтop»01. с п,-)ЯОбразОБатЯля

Чс!с ТO !«Ы и, B ХО !OР((!.þ .- Бp i,а .! Я.»!51 с т() Ра П(3,.;;.-,-,{.(:)Ijç;,-. » ОЯ;т(7: ", c" ((--, !-: Б !.-образователя частоты, выход которого соединен с первым входом пятого сумматора по модулю два и с входом третьей линии задержки, выход которой подключе(1 к второму входу пятого сумматора по модулю два, выход которого соединен с входом второго фильтра нижних частот, выход которого подключен к входу второго управляемого генератора, а выход сумматopa соединен с входом полосового ф((ль тра .

На чертеже приведена структурная схема предложенного устройства.

Модулятор фазоманипулированных сигналов содержит первую, вторую и третью линии задержки 1 — 3, первый, второй, третий, четвертый и пятый сумматоры 4 - 8 по модулю два, первый и второй преобразователи 9 и 10 частоты, первый и второй управляемые генераторы 11 и 12, первый и -второй фильтры 13 и 14 нижних частот, задающий генератор 15, фазовра(цатель 16, сумматор 17 полосовой фильтр 18.

Устройство работает следующим образом.

Информационная последовательность импульсов A (4) .с. входа модулятора поступает на второй вход сумматора . по модулю два, на первый вход ((оторого поступает сигнал на несущей частоте,(j)s (2_#_ЮН +((„) с выхода задающего г" íåðàòîðà 15. На выходе сумматора 4 по модулю два формируется сигнал, соответствующий сигналу с манипуляцией фазы на 180 с прямоугольной формой манипулирующей посылки A {i) с()з (2((1„6 + Я„), который поступает на первые входа преобра-. зователей 9 и 10 частоты, на вторые входы которых поступают соответственно опорные сигналы {2 "(оп1 с(оп(1 и соэ (2Р оп2 (( выходов управляемых генераторов

11 и 12. с где fk Ч„- соответственно несуjj{aEj частота и начальная фаза сигнала задающего генератора 15; Е()п.( несущая частота и начальная фаза опорного сигнала на выходе управляемого генератора 12, причем

ЭП1 Н Т) ОП2 с 6П2 несу!цая частота и начальная фаза опорного сигнала на выходе управляемого генератора 11, причем foä2 =

0с5 т)r т с т ю с ствянно тактовая частота., начальная фаза сигнала тактовой частоты, длительность такта или длительность посылки информационной последовательности.

Несущая частота фазоманипулированного сигнала на выходе преобра""oâàòåëåé 9 и 10 частоты принима1067614 ется, равной половине тактовой частоты манипулирующей последовательности.

Таким образом, сигнал на выходе преобразователя 9 частоты определяется выражением

5 (4) "")""{г" { оп - нР "оп - н) а на выходе преобразов ателя 10 частоты

1О

Я(Ф)соэ(2Л{Ен fo»)t+ V и )

Сигнал с выхода преобразователя

9 частоты поступает на первый вход сумматора 8 по модулю два и через линию задержки 3 на второй вход сумматора 8 по модулю два, а с выхода преобразователя 10 частоты — на первый вход сумматора 7 по модулю два и через линию задержки 2 на его второй вход. Задержка сигнала в линиях задержки 2 и 3 равна полэвине длительности, манипулирующей посылки.

Следовательно, сигнал на выходах сумматоров 7 и 8 по модулю два, которые являются эквивалентами перемножителей, определяется выражениями

А (t ) A (t — Т/2) с o s 12 Р (Х вЂ” f ) (/2)- Я (t ) Д (t -%/ х соз(22Jl(fond fí)t 2л{Еоп1 $ ),/2+гЧ -2«), (3)

A(t)A(t /г) гЦ f )./2)+A(t)A(t „/г>„ Р2 (Ен Еоп2)t (fí Е 2) 3 3 / / ) ° (4)

В режиме отсутствия синхрониэма по частоте, т.е . когда(Е „ -Еоп„)ф ф 0,5Ет (fpn2 Ен J P 0,5Ет ., пеРвые слагаемые в (3) и (4) соответствуют дискриминационной характе . ристике частотной автоподстройки 40 . ЧАП. Причем дискриминационная характеристика ЧАП первого звена определя1 ется выражением

Ао соэ12Л(Е„-fon4) Г/г)=А cos)2i7 (1/гЕ +gf -,/г)=

"о э(п "аЕ (5), а дискриминационная характеристика

ЧАП второго звена

Асссс(2Я(Е -У„)/2)=я сас(2У(с!СХ -СЦ /с)=

=А sin ААЛЕ (6) где Ао — постоянная составляющая спектра произведения двух копий информационной последовательности, сдвинутых на полтакта Относительно 55 друг друга; а Š— уход частоты несущего колебания.

Вторые слагаемые в (3):и (4) фОрмируют дискриминационнуюхарактеристику фазовой автоподстройки ФАП и осуществляют управление фазой управляемых генераторов 11 и 12 в режиме синхронизма по частоте. Действительно, поскольку в спектре А(1) A(t - Г/2) имеется гармоника на тактовой часто- 65 те, то сигналы на выходе фильтров

13 и 14 нижних частот соответственно определяются выражениями

-Я cos(2 t+1 )sin/глf 4>2Y -2Y (1) т (т т) { т н оп1)

А cos (2л Е t. + т Isbn /2пЕ t 2V -29 1, (Э) т { т . т) (т оп2 н)

Биения, возникающие между несущим колебанием фазоманипулированного сигнала на тактовой частоте и гармоники спектра, произведения двух копий информационной последовательности, сдвинутых друг относительно друга, также на тактовой частоте, формируют дискриминационную характеристику ФАП первого звена на выходе фильтра 13 нижних частот в соответствии с выражением

"(t)s " (2/ 2топ1 т) и дискриминационную характеристику

ФАП второго звена на выходе фильтра 14 нижних частот в соответствии с выражением

A(<)s>n {29 — 29 -9 ), (1о)

В режиме синхрониэма э "(2 к 2"оп1 т) =О T ° + оп1= н /т/2

Следовательно, опорные сигналы на выходе управляемых генераторов

11 и 12 с учетом крутизны дискриминационных характеристик ЧАП (5) и (6) определяются выражением сов (2У (f„ f т/2) t <„

Сигналы с выхода управляемого генератора 12 и выхода фазовращателя 16 на 90 поступают соответственно на второй вход сумматора 6 по модулю два и входы на первый вход сумматора 5 по модулю два, íà первый и второй входы которых поступает соответственно информационная последовательность задержанная в линии задержки 1 для обеспечения синфаэности значащих моментов информацион-. ной последовательности и моментов перехода через нуль косинусоидальной огибающей на полутактовой частоте.

При этом сигнал на выходе сумматора

17 в первой спектральной полосе, выделяемой полосовым фильтром 18 и соответствующей несущей частоте задающего генератора 15, определяется выражением

А(т —

«{Tif + Р /2-У/4)cos{2Tif t+4 -71/4) (S) и соответствует .фаэоманипулированному сигналу с косинусоидальной формой манипулирующей посылки.

1067614

Составитель Q.ÃeëëåÐ

РедЛктор Н.Воловик Техоед О.Неце ..Корректор . О.Макаренко

Заказ 11230/58 Тираж 640 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Переход от прямоугольной формы манипулирующей последовательности к косинусоидальной уменьшает межсимвольную интерференцию и при этом используется цифровой метод построения модулятора, т.е. аналоговый вид модуляции в предлагаемом схемном решении реализуется цифровым способом.

Уменьшение межсимвольной интерференции и повышение помехоэащищен-ности определяется двумя причинами: во-первых, спЕктральная плотность энергии в одной и той же полосе частот для косинусоидального импульса больше, чем для прямоугольного; э во-вторых, эа счет того, что при ограничении полосы частот спектра для косинусоидального импульса теряется меньшая часть энергии, чем для прямоугольного импульса, как

10 следствие первого.